Aptikta keturių kvarkų dalelių

Dalelių greitintuvo LHC tyrėjai patvirtina egzotiškų kvarkų porų buvimą su 13, 6 sigma

Štai kaip jūs galite įsivaizduoti naują tetraquark dalelę: ją tikriausiai sudaro žavesys, anti-char, žemyn ir anti-up kvarkas. © „Podbregar“
skaityti garsiai

Jau kurį laiką buvo indikacijų, dabar tai aiškiai patvirtinta: Yra egzotinių keturių kvarkų dalelių. Priešingai nei anksčiau žinomos dviejų ar trijų kvarkų dalelės, jos žymi egzotišką būseną, kurios iki šiol nėra standartiniame modelyje. Dalelių greitintuvo „Large Hadron Collider“ (LJHC) detektoriuje LHCb šie tetrakvarkai pirmą kartą buvo aiškiai parodyti.

Viską aplink mus matomą sudaro kvarkai. Šios elementariosios dalelės sudaro atominių branduolių statybinius blokus. Paprastai šešios kvarko rūšys ir jų antidalelės yra grupuojamos į dvi ar tris poras: pavyzdžiui, neutronai ir protonai susideda iš trijų kvarkų, o mezonai, nestabilūs sunkesnių dalelių skilimo produktai, susideda iš kvarko ir antikaro.

Egzotinės poros

Tačiau pastaruoju metu atsiranda vis daugiau požymių, kad egzotiškų porų gali būti daugiau. 2011 m. „Forschungszentrum Jülich“ dalelių greitintuvo tyrėjai aptiko egzotiškos dalelės, susidedančios iš šešių sujungtų kvarkų, įrodymų. 2013 m. Fizikai atrado trumpalaikę keturių kvarkų dalelę elektroniniame pozitronų greitintuve BEPC-II Pekine. Tačiau abiem atvejais duomenys nebuvo pakankamai tikslūs, kad būtų galima aiškiai įrodyti šių egzotinių kvarkų porų egzistavimą.

Dabar tai pasikeitė: CERN dalelių greitintuvo LHCb detektoriaus LHCb tyrėjai praneša apie neabejotiną keturių kvarkų egzotinių dalelių stebėjimą: todėl Z (4430) pakrikštyta dalelė greičiausiai susideda iš žavesio, anti-žavesio, mokslininkai teigia, kad kvarkas „žemyn“ ir „aukštyn“ yra aukštyn. Greitai praeinanti dalelė egzistuoja tik šimtą trilijoną sekundės, ši būsena vadinama rezonansu.

LHCb užregistruota masė B mezonų skilimo metu - ji suteikia signalą tetrakvarkui. Juodi matavimai, raudona modeliavimas darant prielaidą, kad Z (4430), o ruda - SImuliacija, darant prielaidą, kad Z nėra (4430). LHCb-Bendradarbiavimas / kiekybiniai duomenys

13, 6 sigma - aiškus įrodymas

Z (4430) buvo atrastas įvertinus daugiau nei 180 trilijonų protonų ir protonų susidūrimus. Dėl to susidaro trumpalaikiai B mezonai, kurių skilimas leidžia daryti išvadas apie egzotines keturių kvarkų daleles. „Z (4430) signalo reikšmė yra didžiulė: mažiausiai 13, 6 signalo“, - aiškina LHCb bendradarbiavimo atstovas Pierluigi Campana. Dalelių fizikoje signalas laikomas atradimu, kai jis pasiekia bent penkių sigmų statistinę vertę. Taigi, naudojant 13, 6 sigma, Z (4430) buvimas aiškiai patvirtinamas. displėjus

„LHCb analizė taip pat patvirtina rezonansinį struktūros pobūdį, parodydama, kad ji aiškiai yra dalelė, o ne koks nors specifinis duomenų bruožas“, - sako Campana. Be to, signalas yra toks stiprus, kad dalelių fizikai netgi sugebėjo gauti pradinę informaciją apie šios dalelės savybes. Pagal tai jo masė yra 4430 megaelektronvoltų - keturis kartus sunkesnė už protoną. Be to, jis turi neigiamą krūvį.

Dabar teoriniai fizikai turi sukurti modelį, kuris fiziškai apibūdintų šią naują kvarko poravimą. Pagal standartinį dalelių fizikos modelį jie nėra draudžiami, tačiau iki šiol taip pat nėra oficiali „dalelių zoologijos sodo“ dalis. Vis dar neaišku, ar tai tikras tetrakvarkas, ar keturių vienodai surištų kvarkų būsena, ar veikiau dviejų žavesio mezonų derinys, kaip dvi kvarko ir antikaro dalys. (Didelės energijos fizikos eksperimentas, 2014; arXiv: 1404.1903)

(CERN, 2014 4 11 - NPO)